## Pendeteksi Kesegaran Buah Menggunakan Sensor Warna dan Kelembaban

## Iwan Fitrianto Rahmad
Teknik dan Ilmu Komputer, Rekayasa Sistem Komputer, Universitas Potensi Utama, Medan, Indonesia Email: iwanfitrah@yahoo.com,

## Abstrak
Salah  satu tahapan  dalam  pengolahan produk  perkebunan  adalah  penyortiran produk  berdasarkan  kualitas  (misalnya  kesegaran  buah). Proses penyortiran buah masih menggunakan metode manual, sementara metode ini sering tidak akurat dan hasilnya bervariasi, karena persepsi yang berbeda dari masing-masing orang. Alat deteksi kesegaran ini dapat menentukan buah segar atau buah yang kurang segar dan juga dapat mendeteksi buah busuk, dengan menggunakan sensor warna dan sensor kelembaban, di mana sensor warna yang digunakan untuk menentukan kesegaran buah, yang diterapkan adalah klimakterik dan non-buah - periode penting. Buahnya dimasukkan ke dalam kotak yang menyala. Cahaya yang ditentukan akan ditangkap oleh sensor dengan nilai intensitas cahaya tertentu yang kemudian a kan diteruskan ke sensor warna TSC3200. Komponen elektronik yang digunakan selain sensor warna TSC3200 adalah DHT11 dan sensor kelembaban Arduino untuk memproses data yang mencakup hasil sensor warna dan kelembaban.
Kata Kunci: pendeteksi kesegaran buah, sensor cahaya, sensor kelembaban, pemilihan buah segar.

## Abstract
One of the stages in processing plantation products is product sorting based on quality (for example freshness of fruit). The fruit sorting process still uses the manual method, while  this method is often inaccurate and the results vary, due to different perceptions from each person. This freshness detection tool can determine fresh fruit or less fresh fruit and can also detect rotten fruit, using a color sensor and humidity sensor, where the color sensor used to determine the freshness of fruit, which is applied is climacteric and non-fruit - important period . The fruit is put in a lighted box. The determined light will be captured by the sensor with a certain light intensity value which will then be forwarded to the TSC3200 color sensor. Electronic components used in addition to the TSC3200 color sensor are DHT11 a nd Arduino humidity sensors to process data that includes the results of the color and humidity sensors.
Keywords : fruit freshness detector, light sensor, humidity sensor, fresh fruit selection.

## 1. PENDAHULUAN
Seiring  dengan  pesatnya  perkembangan  teknologi,  menjadikan  kebutuhan  untuk  mendapatkan  informasi  menjadi  lebih instant, Banyaknya aplikasi yang menggunakan sensor warna seperti kamera digital, spektrokopi, atau penentuan kesegaran buah.  Kamera  tersebut  bisa  menampilkan  berbagai  macam  warna  yang  diserapnya/diterima  dari  sumber  cahaya.  Alat pendeteksi  kesegaran  buah  ini  bisa  menentukan  buah  yang  masih  segar  dan  tidak,  dengan  menggunakan  sensor  warna, dimana  sensor  warna  yang  di  gunakan  untuk  menentukan  kesegaran  buah,  dan  buah  yang  di  aplikasikan  adalah  buah klimakterik dan buah nonklimakterik.  Sensor warna dapat dibuat berdasarkan metode kolori metri dimana suatu cahaya yang warna tertentunya mengenai sensor akan ditentukan oleh filter/tapis. Dengan warna yang sama, kemungkinan filter dengan warna yang lain akan menyerap cahaya tersebut. Cahaya yang ditentukan tersebut akan ditangkap oleh sensor intensi cahaya, dalam penelitian ini sensor yang digunakan adalah sensor warna TSC3200. Komponen elektronika yang digunakan selain sensor warna TSC3200 adalah, Arduino, sensor kelembaban DHT11, dan LCD. Arduino tersebut berfungsi pengolah data masukan  sensor,  sensor  kelembaban  DHT11  digunakan  sebagai  masukan  sensor  kelembaban  udara,  sedangkan  LCD digunakan sebagai penampil hasil.

## 2. METODE PENELITIAN

## 2.1 Diagram Blok Rangkaian
Secara  garis  besar,  perancangan  alat  kesegaran  buah  ini  terdiri  dari  sensor  TSC3200,  LCD  16  x  2  DHT11  dan  Arduino. Diagram blok dari perancangan ini ditunjukkan pada gambar 1.
Catu Daya Arduino Uno LCD 16x2 Sensor TCS3200 Sensor DHT11 Komputer Arduino IDE USB Regulator Tegangan 5v Gambar 1 . Blok Diagram Pendeteksi Kesegaran Buah
1. Komputer merupakan media untuk membuat program.
2. Sensor TCS3200 merupakan sensor yang mendeteksi kesegaran buah.
3. Sensor DHT11 untuk membaca kelembaban udara.
4. Arduino Uno merupakan pusat kendali dari seluruh rangkaian.
5. LCD 16x2 sebagai tampilan media data secara hardware.
6. Kabel USB menghubungkan port USB yang terhubung dari Laptop ke arduino.
7. Arduino IDE untuk kompilasi program.
8. Regulator tegangan berfungsi sebagai pengubah tegangan catu daya 12 volt dari adaptor menjadi 5 volt.

## 2.2 Sensor TCS3200
Pada prinsipnya pembacaan warna pada TCS 3200 dilakukan secara bertahap yaitu membaca frekuensi warna dasar secara simultan  dengan  cara  memfilter  pada  tiap  tiap  warna  dasar.  Untuk  itu  diperlukan  sebuah  pengaturan  atau  pemprograman untuk memfilter tiap-taip warna tersebut.
Fitur Sensor TCS3200 antara lain :
1. Konversi Tinggi Resolusi Intensitas Cahaya ke Frekuensi
2. Warna Diprogram dan Full Skala Frekuensi Keluaran
3. Berkomunikasi Langsung Dengan Microcontroller
4. Pasokan tunggal Operasi (2,7 V sampai 5,5 V)
5. Mempunyai Power Down Fitur
6. Kesalahan Nonlinier Biasanya 0,2% pada 50 kHz
7. Stabil 200 ppm / ° C Koefisien Suhu
8. Bebas Timbal (Pb) dan RoHS-Kompatibel Paket “Surface Mount”
Catatan Penggunaan :
1. Tegangan,VDD = 6V
2. Jarak tegangan masukan, Semua masukan,Vi = −0.3 V to VDD + 0.3 V
3. Suhu untuk beroperasi = −40°C to 85°C
4. Suhu untuk penyimpanan = −40°C to 85°C
5. Temperatur maksimum penyolderan sesuai dengan JEDEC J-STD-020A = 260°C
Gambar 2 . Sensor TCS3200

## 2.3 Sensor DHT11
SHT11 atau DHT11 adalah sensor digital yang dapat mengukur suhu dan kelembaban udara di sekitarnya. Sensor ini sangat mudah digunakan bersama dengan Arduino. Memiliki tingkat  stabilitas yang sangat  baik  serta fitur kalibrasi  yang sangat akurat. Koefisien kalibrasi disimpan dalam OTP program memory, sehingga ketika internal sensor mendeteksi sesuatu, maka module  ini  menyertakan  koefisien  tersebut  dalam  kalkulasinya.  DHT11  termasuk  sensor  yang  memiliki  kualitas  terbaik, dinilai  dari  respon,  pembacaan  data  yang  cepat,  dan  kemampuan  anti-interference.  Ukurannya  yang  kecil,  dan  dengan transmisi sinyal hingga 20 meter, membuat produk ini cocok digunakan untuk banyak aplikasi-aplikasi pengukuran suhu dan kelembaban.

## 2.4. Perancangan FlowChart dan Desain Alat
Arduino Uno* LCD 16x2 DHT11 Sensor Warna TCS3200 Regulator Tegangan 5V* Wadah Peletakan Sample Buah Tombol
Gambar 3. Perancangan Desain alat Pendeteksi kesegaran Buah
START Inisialisasi Input dan Output Arduino, TCS3200, DHT11, LCD 16x2 Deklarasi Variable = X, Y FINISH Membaca Nilai Sensor Warna TCS3200, DHT11 Ada Buah? LCD Menampilkan Buah Tidak Segar Warna > X? Kelembaban > Y? Ya Tidak LCD Menampilkan Buah Segar Ya Tidak
Gambar 4. Perancangan Flowchart Pendeteksi Kesegaran Buah

## 3. ANALISA DAN PEMBAHASAN
Pada  bagian  ini  akan  dijelaskan  dan  ditampilkan  bagaimana  hasil  dari  pengujian  rancangan  alat  yang  dibuat  beserta pembahasan  tentang  cara  kerja  perangkat  pada  perancangan  dan  implementasi  alat  pendeteksi  kesegaran  buah  berbasis arduino. Adapun hasil dari pengujian yang dilakukan adalah perangkat elektronik yang dibuat atau dirancang dan diprogram dengan menggunakan aplikasi Arduino IDE.

## 3.1 Software Arduino IDE
Untuk mengetahui apakah rangkaian board arduino telah bekerja dengan baik pada alat, maka dilakukan pengujian dengan memberikan  program  perintah  pada  mikrokontroler  dengan  melakukan  penginputan  data  dari  komputer  ke  dalam mikrokontroler. Dalam melakukan instalasi hubungkan terlebih dahulu menghubungkan antara komputer melalui kabel USB (Universal Serial Bus) ke rangkaian mikrokontroler Langkah pertama yang dilakukan adalah menjalankan Arduino IDE.
Gambar 5. Tampilan Program Arduino IDE
Simpan nilai hasil pengambilan data semua objek buah setelah itu tentukan buah mana yang kondisi segar dan sebaliknya, seperti ditunjukkan pada tabel 1.
Tabel 1. Hasil data suhu dan kelembaban pada kesegaran buah Jeruk Belimbing Pir Pisang Apel Suhu (⁰C) 27 27 28 28 27
Lembab (%) 59 59 59 59 58

## 3.2  Hardware
Setelah semua rangkaian yang telah selesai dirancang, kemudian dilakukan penyatuan semua rangkaian yang telah selesai. Berikut adalah gambar hasil dari perancangan, ditunjukan oleh gambar 6.
Gambar 6. Sensor Warna dan Kelembaban sebagai alat uji
Arduino Uno LCD16x2 Regulator 5V Switch ON/OFF Tombol Soket Adaptor 12V
Gambar 7. Perancangan Komponen elektronika
Tombol Pilih Buah Tombol Reset LCD16x2 Tombol Scan
Gambar 8. Bagian Luar dari alat penguji Kesegaran Buah

## 3.3  Regulator Tegangan
Pengujian ini dilakukan untuk mengukur tegangan yang dihasilkan dari regulator tegangan. Regulator mengubah tegangan dari  adaptor  12V  menjadi  5VDC  untuk  tegangan  kerja  perangkat  keseluruhan.  Pengukuran  dilakukan  menggunakan multimeter atau voltmeter. Berikut adalah hasil dari perbandingan pengukuran tegangan, ditunjukan pada tabel 1 :
Tabel 2. Hasil Pengukuran Tengangan No. Hasil Pengukuran Error Pengujian (Volt) (Volt) 1 4.8 0.2 2 5.1 0.1 3 5 0 4 5.1 0.1 5 5.1 0.1 6 4.8 0.2 7 4.9 0.1 8 5 0 9 5.2 0.2 10 5 0 Σ Error 1 Rata – Rata Error 0.1
Berdasarkan  data  dari  tabel  di  atas,  disimpulkan  bahwa  error  dari  tegangan  normal  dengan  tegangan  regulator  5VDC memiliki total  selisih  error ± 1 Volt  pada 10 kali pengujian (n) atau rata  –  rata error sebesar 0,1 Volt. Berdasarkan tabel diatas, dapat digambarkan pada grafik di bawah ini:
Gambar 9. Hasil Perbandingan Pengukuran Tengangan.
Setelah Pengujian Tegangan selanjutnya pengujian sensor kelembaban ini dilakukan untuk memastikan sensor kelembaban dan  suhu  DHT11  bekerja  dengan  baik.  Pengujian  ini  dimulai  dengan  membandingkan  pembacaan  suhu  sensor  dengan thermometer analog.
Tabel 3. Hasil Pengukuran Suhu thermometer analog dengan DHT11
No. Suhu DHT11 Suhu Thermometer Pengujian (ºC) Analog (ºC) 1 28 28 2 29 29 3 32 32 4 31 31 5 35 36 6 20 20 7 23 23 8 25 25 9 19 19 10 30 29
Terlihat  hasil  pengujian,  hasil  pengukuran  suhu  sensor  DHT11  hampir  sama  dengan  pengukuran  thermometer  analog. Kesimpulan  dari  pengujian  ini  adalah  data  suhu  sensor  DHT11  dapat  dinyatakan  berkerja  dengan  baik  dan  sesuai  jika dibandingkan dengan pengukuran suhu thermometer analog.

## 4. IMPLEMENTASI
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah perancangan perangkat ini bekerja sesuai dengan logika program. Sebelum pengujian  dilakukan,  perangkat  dalam  telah  menyala  program  tampilan  awal  keadaan  normal  dan memberikan  informasi pada LCD 16x2. Berikut adalah gambar dari kondisi awal perangkat :
Gambar 11 . Tampilan Kondisi Awal Perangkat
Perangkat  akan  menampilkan  menu  ke  LCD  16x2,  yaitu  buah  yang  bisa  dilakukan  pengukuran  terdiri  dari  buah  Jeruk, Belimbing, Pisang, Pir dan Apel. Berikut adalah keadaan perangkat menampilkan menu, ditunjukan pada gambar 12 :
Gambar 12 . Tampilan Keadaan Perangkat Menampilkan Menu
Setelah  perangkat  menampilkan  menu,  pengguna  dapat  menekan  tombol  pilihan  buah.  Jika  pengguna  menekan  tombol pilihan buah 1 (jeruk), maka LCD 16x2 akan menampilkan data seperti ditunjukan pada gambar 12. :
Gambar 13 . Tampilan Pemilihan Menu Buah Jeruk
Pengguna dapat melakukan pengukuran terhadap buah jeruk dengan meletakan buah pada wadah penampung buah. Proses pengecekan  kesegaran  buah  dapat  dilakukan  dengan  menekan  tombol  scan  (berwarna  putih)  dan  LCD  16x2  akan menampilkan data seperti ditunjukan pada gambar 14 dan 15 :
Gambar 14 . Tampilan Hasil Pengecekan Buah Jeruk (1)
Gambar 15 . Tampilan Hasil Pengecekan Buah Jeruk (2)
Untuk melakukan pengulangan program dari awal, dapat dilakukan dengan menekan tombol reset (berwarna hitam) pada perangkat. Dengan penekanan tombol ini, program akan mengulangi proses dari menu awal. Setelah perangkat menampilkan menu, pengguna dapat menekan tombol pilihan buah. Jika pengguna menekan tombol pilihan buah 2 (belimbing), maka LCD 16x2 akan menampilkan data seperti ditunjukan pada gambar 16. :
Gambar 16 . Tampilan Pemilihan Menu Buah Belimbing
Pengguna  dapat  melakukan  pengukuran  terhadap buah  belimbing  dengan  meletakan  buah  pada  wadah  penampung  buah. Proses  pengecekan  kesegaran  buah  dapat  dilakukan  dengan  menekan  tombol  scan  (berwarna  putih)  dan  LCD  16x2  akan menampilkan data seperti ditunjukan pada gambar 17 dan 18 :
Gambar 17 . Tampilan Hasil Pengecekan Buah Belimbing (1)
Gambar 18. Tampilan Hasil Pengecekan Buah Belimbing (2)
Untuk melakukan pengulangan program dari awal, dapat dilakukan dengan menekan tombol reset (berwarna hitam) pada perangkat. Dengan penekanan tombol ini, program akan mengulangi proses dari menu awal. Setelah perangkat menampilkan menu, pengguna dapat menekan tombol pilihan buah. Jika pengguna menekan tombol pilihan buah 3 (pisang), maka LCD 16x2 akan menampilkan data seperti ditunjukan pada gambar 19. :
Gambar 19 . Tampilan Pemilihan Menu Buah Pisang
Pengguna dapat melakukan pengukuran terhadap buah pisang dengan meletakan buah pada wadah penampung buah. Proses pengecekan  kesegaran  buah  dapat  dilakukan  dengan  menekan  tombol  scan  (berwarna  putih)  dan  LCD  16x2  akan menampilkan data seperti ditunjukan pada gambar 20 dan 21 :
Gambar 20. Tampilan Hasil Pengecekan Buah Pisang (1)
Gambar 21. Tampilan Hasil Pengecekan Buah Pisang (2)
Untuk melakukan pengulangan  program dari awal, dapat dilakukan dengan menekan tombol reset (berwarna hitam) pada perangkat. Dengan penekanan tombol ini, program akan mengulangi proses dari menu awal. Setelah perangkat menampilkan menu, pengguna dapat menekan tombol pilihan buah. Jika pengguna menekan tombol pilihan buah 4 (pir), maka LCD 16x2 akan menampilkan data seperti ditunjukan pada gambar 22. :
Gambar 22 . Tampilan Pemilihan Menu Buah Pir
Pengguna  dapat  melakukan  pengukuran terhadap buah  pir  dengan  meletakan  buah  pada  wadah  penampung  buah. Proses pengecekan  kesegaran  buah  dapat  dilakukan  dengan  menekan  tombol  scan  (berwarna  putih)  dan  LCD  16x2  akan menampilkan data seperti ditunjukan pada gambar 23. :
Setelah  perangkat  menampilkan  menu,  pengguna  dapat  menekan  tombol  pilihan  buah.  Jika  pengguna  menekan  tombol pilihan buah 5 (apel), maka LCD 16x2 akan menampilkan data seperti ditunjukan pada gambar 24 :
Gambar 24. Tampilan Pemilihan Menu Buah Apel
Pengguna dapat melakukan pengukuran terhadap buah apel dengan meletakan buah pada wadah penampung buah. Proses pengecekan  kesegaran  buah  dapat  dilakukan  dengan  menekan  tombol  scan  (berwarna  putih)  dan  LCD  16x2  akan menampilkan data seperti ditunjukan pada gambar 25. :
Gambar 25 . Tampilan Hasil Pengecekan Buah Apel
Untuk melakukan pengulangan program dari awal, dapat dilakukan dengan menekan tombol reset (berwarna hitam) pada perangkat. Dengan penekanan tombol ini, program akan mengulangi proses dari menu awal.

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  analisa  yang  dilakukan  oleh  perancangan  dan  implementasi  alat  pendeteksi  kesegaran  buah  berbasis arduino yang telah dibangun ini masih belum sempurna. Dari keseluruhan hasil pengujian yang dilakukan dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut, perangkat pendeteksi kesegaran buah berbasis arduino menggunakan sensor warna TCS3200 berdasarkan warna kulit buah untuk menentukan tingkat kesegaran dari buah tersebut. Perangkat yang diuji menggunakan 5 jenis buah, yaitu Jeruk, Belimbing, Pisang, Pir dan Apel. Pengolahan data dilakukan dengan melakukan perhitungan dan perbandingan dari hasil pengukuran buah segar dengan sampel buah yang diukur. Perangkat dilengkapi wadah penampungan buah dengan dimensi, yaitu dengan panjang 15 cm, lebar 15 dan tinggi 15cm sehingga tidak bisa mengukur buah dengan ukuran melebihi wadah penampungan. Untuk meningkatkan akurasi dari warna buah yang diukur, sensor warna TCS3200 dapat mengukur 3 (tiga) warna dasar yaitu Red (Merah), Green (Hijau) dan Blue (Biru) dari sampel buah sehingga identifikasi tingkat kesegaran buah lebih akurat.

## REFERENCES
[1] Gay, W. (2018). DHT11 sensor. In Advanced Raspberry Pi (pp. 399-418). Apress, Berkeley, CA.
[2] Singgih,  H.  (2017).  Uji  kandungan  formalin  pada  ikan  asin  menggunakan  sensor  warna  dengan  bantuan  FMR  (Formalin  Main  Reagent). Jurnal Eltek, 11(1), 55-70.
[3] Asmara, R. A., Puspitasari, D., Romlah, S., Hasanah, Q., & Romario, R. (2017). Identifikasi Kesegaran Daging Sapi Berdasarkan Citranya dengan Ekstraksi Fitur Warna dan Teksturnya Menggunakan Metode Gray Level Cooccurrence Matrix. SENTIA 2017, 9.
[4] Amani, R. Z., & Syauqy, D. (2017). Sistem Pendeteksi Dehidrasi Berdasarkan Warna dan Kadar Amonia pada Urin Berbasis Sensor TCS3200 dan MQ135 dengan Metode Naive Bayes. Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer e-ISSN, 2548, 964X.
[5] Qiaoyi, L., Yanling, X., Wenlong, Y., Junsheng, H., & Huan, L. (2014). Study on Color Analyzer based on the Multiplexing of TCS3200 Color Sensor and Microcontroller. International Journal of Hybrid Information Technology, 7(5), 167-174.
[6] Saptadi, A. H. (2014). Perbandingan Akurasi Pengukuran Suhu dan Kelembaban Antara Sensor DHT11 dan DHT22. Jurnal Infotel, 6(2), 49-56.
[7] Tianlong,  N.  (2010).  Application  of  Single  Bus  Sensor  DHT11  in  Temperature  Humidity  Measure  and  Control  System  [J]. Microcontrollers  & Embedded Systems, 6, 026.